Penampakan Bumi dari Bulan (Foto: Earth)
Jakarta, Jurnas.com - Atmosfer Bumi selama ini terasa stabil dan permanen, tetapi kenyataannya perlahan terus bocor ke luar angkasa. Temuan ilmiah terbaru menunjukkan bahwa sebagian udara yang lolos dari Bumi tidak langsung hilang begitu saja.
Sebaliknya, partikel-partikel tersebut bergerak menjauh dan akhirnya mengendap di permukaan Bulan, terakumulasi secara perlahan selama miliaran tahun.
Dikutip dari Earth pada Sabtu (24/1), proses kebocoran atmosfer ini bukan sekadar fenomena menarik, tetapi memiliki implikasi penting bagi sains dan eksplorasi luar angkasa.
Jika benar Bulan menyimpan jejak kimia dari atmosfer Bumi purba, maka satelit alami ini berpotensi menjadi arsip alam yang merekam sejarah atmosfer dan iklim Bumi yang sudah tidak tersisa di planet kita saat ini.
Penelitian ini dilakukan oleh tim ilmuwan dari University of Rochester, Amerika Serikat, menggunakan simulasi komputer canggih. Studi tersebut dipimpin oleh mahasiswa doktoral Shubhonkar Paramanick, yang meneliti bagaimana atom bermuatan dari atmosfer Bumi dapat melarikan diri dan mencapai Bulan, terutama saat Bulan melintasi ekor magnet Bumi.
Dalam kondisi tertentu, medan magnet Bumi tidak hanya berfungsi sebagai pelindung, tetapi juga dapat bertindak sebagai jalur pengarah. Ketika Bulan berada di dalam magnetotail, perpanjangan medan magnet Bumi di sisi malam, partikel atmosfer yang lolos dapat diarahkan langsung menuju permukaan Bulan.
Kebocoran atmosfer bermula di lapisan atas Bumi, ketika radiasi Matahari melepaskan elektron dari atom-atom udara dan mengubahnya menjadi partikel bermuatan listrik. Dalam kondisi ini, atom tidak lagi bergerak bebas, melainkan merespons gaya listrik dan magnet di sekitarnya.
Angin Matahari, yaitu aliran partikel bermuatan berkecepatan tinggi dari Matahari, kemudian dapat menyapu sebagian atom bermuatan ini dan menyeretnya ke luar angkasa. Meski hanya sebagian kecil yang benar-benar mencapai Bulan, proses ini berlangsung terus-menerus dalam skala waktu yang sangat panjang.
Biasanya, magnetosfer Bumi melindungi atmosfer dengan membelokkan partikel dari Matahari. Namun perlindungan ini tidak sempurna. Tekanan magnetik dapat memperluas lapisan atmosfer atas, sehingga lebih banyak atom terekspos dan berpotensi lolos. Dalam simulasi tim peneliti, efek perluasan ini justru lebih dominan dibandingkan kemampuan magnetosfer untuk menahan partikel.
Akibatnya, atom-atom seperti oksigen dan nitrogen dari atmosfer Bumi dapat terus bocor dan, dalam kondisi tertentu, mengalir menuju Bulan. Jalur paling efisien terjadi beberapa hari setiap bulan, ketika Bulan berada hampir sejajar dengan Bumi dan Matahari, atau saat fase purnama.
Pada periode ini, garis medan magnet Bumi dapat mengarahkan atom bermuatan searah dengan pergerakan orbit Bulan. Di luar fase tersebut, partikel atmosfer cenderung menyebar terlalu luas sehingga hanya sedikit yang benar-benar mencapai permukaan Bulan.
Permukaan Bulan sendiri tertutup regolit, yaitu lapisan debu dan material lepas hasil tumbukan meteorit selama miliaran tahun. Tanpa atmosfer tebal sebagai pelindung, regolit Bulan menjadi perangkap alami bagi atom-atom yang datang dari luar angkasa. Partikel yang menabrak butiran debu akan kehilangan energi dan terjebak di lapisan dangkal tanah Bulan.
Seiring waktu, tumbukan baru dapat mengubur lapisan lama, membantu mengawetkan jejak kimia di bawah permukaan. Analisis profil kedalaman menunjukkan bahwa beberapa butiran regolit mengandung nitrogen dan hidrogen dengan komposisi yang berbeda dari partikel angin Matahari, mengindikasikan sumber non-Matahari.
Untuk menguji hasil simulasi, para peneliti memanfaatkan sampel tanah Bulan yang dibawa oleh misi Apollo 14 dan Apollo 17. Dengan menganalisis rasio isotop—variasi atom dengan massa berbeda—ilmuwan dapat membedakan partikel yang berasal dari Matahari dan yang berasal dari atmosfer Bumi.
“Atmosfer Bumi bocor, sementara angin Matahari juga terus menghantam lingkungan sekitar,” ujar Paramanick. Karena kedua sumber membawa unsur serupa, analisis isotop menjadi kunci untuk memastikan bahwa atom-atom tertentu benar-benar berasal dari Bumi, bukan dari Matahari.
Gagasan bahwa Bulan menyimpan jejak atmosfer Bumi sebenarnya bukan hal baru. Pengamatan wahana antariksa sebelumnya telah mendeteksi ion oksigen yang mengalir sepanjang ekor magnet Bumi. Studi pada 2017 bahkan menunjukkan hubungan langsung antara aliran tersebut dan periode ketika Bulan berada di magnetotail Bumi.
Jika lapisan regolit yang lebih dalam benar-benar menyimpan rekaman ini, para ilmuwan dapat merekonstruksi kondisi atmosfer Bumi purba, termasuk komposisi oksigen yang dipengaruhi oleh kehidupan, proses geologi, dan perubahan iklim jangka panjang. Dalam konteks ini, Bulan berfungsi layaknya kapsul waktu kosmik.
Selain nilai ilmiah, temuan ini juga relevan untuk eksplorasi masa depan. Oksigen, hidrogen, dan nitrogen yang terperangkap di tanah Bulan berpotensi dimanfaatkan untuk mendukung kehidupan manusia, produksi air, dan bahan bakar roket. Dengan memanaskan regolit, molekul-molekul ini dapat dilepaskan dan diolah.
Namun, pemanfaatan tersebut masih menghadapi tantangan besar, mulai dari debu Bulan yang abrasif, kebutuhan energi tinggi, hingga fakta bahwa pasokan atmosfer Bumi ke Bulan terjadi secara tidak merata dan bertahap. Lokasi, kedalaman, dan aktivitas Matahari akan sangat memengaruhi ketersediaannya.
Penelitian lanjutan diperlukan untuk menguji hipotesis ini secara langsung. Misi pendarat masa depan dapat mengambil sampel inti tanah Bulan dan membandingkan wilayah sisi dekat dan sisi jauh Bulan, guna melihat seberapa kuat pengaruh medan magnet Bumi.
Jika jejak atmosfer Bumi dapat dipastikan secara jelas, maka hubungan antara geologi Bulan dan sejarah iklim Bumi akan semakin nyata. Temuan ini menunjukkan bahwa bahkan saat ini, Bumi dan Bulan masih terhubung melalui pertukaran materi yang lambat namun terus berlangsung, menyimpan potongan sejarah planet kita di permukaan satelit alaminya.
Google News: http://bit.ly/4omUVRy
Terbaru: https://jurnas.com/redir.php?p=latest
Langganan : https://www.facebook.com/jurnasnews/subscribe/
Youtube: https://www.youtube.com/@jurnastv1825?sub_confirmation=1
atmosfer bumi bocor tanah bulan regolit magnetotail bumi bulan
